河北邯郸2023-2024学年高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析

河北邯郸2023-2024学年高三3月份第一次模拟考试物理试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能，式中k为静电力常量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从减小到，普朗克常量为h，那么，该原子释放的光子的频率为（）A． B．C． D．2、若用假想的引力场线描绘质量相等的两星球之间的引力场分布，使其他星球在该引力场中任意一点所受引力的方向沿该点引力场线的切线上并指向箭头方向．则描述该引力场的引力场线分布图是()A． B．C． D．3、a、b是两种单色光，其频率分别为va、vb，且，则下列说法不正确的是（）A．a、b光子动量之比为B．若a、b光射到同一干涉装置上，则相邻条纹的间距之比为C．若a、b都能使某种金属发生光电效应，则光子的最大初动能之差D．若a、b是处于同一激发态的原子跃迁到A态和B态产生的，则A、B两态的能级之差4、“嫦娥四号”实现了人类首次月背登陆，为实现“嫦娥四号”与地球间通信，我国还发射了“鹊桥”中继卫星，“鹊桥”绕月球拉格朗日点的Halo轨道做圆周运动，已知点距月球约6.5万千米，“鹊桥”距月球约8万千米，“鹊桥”距点约6.7万千米，月球绕地球做圆周运动的周期约为27天，地球半径为6400km，地球表面重力加速度为，电磁波传播速度为。下列最接近“嫦娥四号”发出信号通过“鹊桥”传播到地面接收站的时间的是（）A． B． C． D．5、如图所示，木块的上表面是水平的，将木块置于上，让、一起沿固定的光滑斜面向上做匀减速运动，在上滑的过程中（）A．对的弹力做负功 B．对的摩擦力为零C．对的摩擦力水平向左 D．和的总机械能减少6、下列说法正确的是（）A．电子的发现说明原子具有核式结构B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，该金属的逸出功越大D．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻（）A．质点A的速度向上B．质点B的动能最大C．B、D两质点的振动情况总是相反D．从该时刻经过半个周期，质点D的加速度为零E.从该时刻经过个周期，质点C将移动到质点B的位置8、2019年6月25日02时09分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第46颗北斗导航卫星。北斗导航系统中包含多颗地球同步卫星，下列关于地球同步卫星的说法正确的是A．所有同步卫星的轨道半径都相同B．同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度C．同步卫星相对地面静止，所以它处于平衡状态D．同步卫星的向心加速度小于地球表面处的重力加速度9、拉格朗日点又称平动点。地球和月球连线之间，存在一个拉格朗日点，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动。已知空间站、月球围绕地球做匀速圆周运动的轨道半径分别约为3.2×105km和3.8×105，月球围绕地球公转周期约为27天。g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．地球的同步卫星轨道半径约为4.2×104kmB．空间站的线速度与月球的线速度之比约为0.84C．地球的同步卫星的向心加速度大于空间站的向心加速度D．月球的向心加速度小于空间站向心加速度10、某磁敏电阻的阻值R随外加磁场的磁感应强度B变化图线如图甲所示。学习小组使用该磁敏电阻设计了保护负载的电路如图乙所示，U为直流电压，下列说法正确的有（）A．增大电压U，负载电流不变 B．增大电压U，电路的总功率变大C．抽去线圈铁芯，磁敏电阻的阻值变小 D．抽去线圈铁芯，负载两端电压变小三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明______A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动．B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动C.不能说明上述规律中的任何一条D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质（2）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差B.安装斜槽时其末端切线应水平C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些．E.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（3）如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（g取）①小球平抛运动的初速度为______m/s．②小球运动到b点的速度为______m/s③抛出点坐标______cmy=______cm．12．（12分）某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律．主要实验步骤如下：①将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；②将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；③用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点；④让小球紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置；⑤将小球放在斜槽末端，让小球紧贴定位卡由静止释放，记录两小球的落地点，重复多次，确定两小球落点的中心位置；⑥用刻度尺测量距点的距离；⑦用天平测量小球质量；⑧分析数据，验证等式是否成立，从而验证动量守恒定律．请回答下列问题：（1）步骤⑤与步骤④中定位卡的位置应__________________________；（2）步骤④与步骤⑤中重复多次的目的是________________________；（3）为了使小球与碰后运动方向不变，质量大小关系为__________（选填“”、“”或“”）；（4）如图乙是步骤⑥的示意图，则步骤④中小球落点距点的距离为___________________．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，一竖直放置在水平面上的容积为V的柱形气缸，气缸内盛有一定质量的理想气体。活塞的面积为S，活塞将气体分隔成体积相同的A、B上下两部分，此时A中气体的压强为pA（未知）。现将气缸缓慢平放在水平桌面上，稳定后A、B两部分气体的体积之比为1：2，两部分气体的压强均为1.5p0。在整个过程中，没有气体从一部分通过活塞进入另一部分，外界气体温度不变，气缸壁光滑且导热良好，活塞厚度不计，重力加速度为g，求：(1)pA的大小；(2)活塞的质量m。14．（16分）如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨光滑且电阻忽略不计。场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2。两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直。(设重力加速度为g)(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek。(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b又恰好进入第2个磁场区域。且a、b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相同。求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q。(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率。15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

电子在r轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力所以电子的动能为所以原子和电子的总能为再由能量关系得即故选B。2、B【解析】

根据题意，其他星球受到中心天体的引力指向中心天体，所以引力场线应该终止于中心天体，故AD错误；其他星球在该引力场中每一点的场力应该等于两星球单独存在时场力的矢量和，所以除了两星球连线上其他各处的合力并不指向这两个星球，所以引力场线应该是曲线，故C错误，B正确。故选B。3、B【解析】

A．光子的能量，所以两种光子能量分别为和，且则：光子的动量为，所以A正确；B．光子的波长，双缝干涉装置上相邻亮条纹的间距为，所以B错误；C．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能为，其中W为金属的逸出功；则有C正确；D．若a、b是由处于同一激发态的原子跃迁到A态和B态时产生的，设初始激发态的能量为E0，则有所以同理则D正确。本题选不正确的，故选B。4、A【解析】

根据地球对月球的万有引力提供月球绕地球圆周运动的向心力，有忽略地球自转，在地球表面附近可计算地月间距万千米所以到地球距离为44.5万千米，根据勾股定理可计算地球到“鹊桥”距离约为45万千米，所以“嫦娥四号”到地球表面通讯距离为53万千米，即m，因此通信时间最接近2s，故A正确，BCD错误。故选：A。5、C【解析】

A．由于对的弹力竖直向上，、又一起沿斜面向上运动，弹力方向与速度方向的夹角为锐角，所以弹力做正功，A错误；BC．、整体的加速度沿斜面向下，将该加速度分解后，水平方向的加速度分量向左，对于木块而言其在水平方向的加速度是由对的摩擦力提供的，所以对的摩擦力水平向左，B错误，C正确；D．斜面光滑，对于、整体而言，只有重力做负功，不改变整体的机械能，所以和的总机械能保持不变，D错误。故选C。6、D【解析】

A．α粒子散射实验说明原子具有核式结构，故A错误；B．β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故B错误；CD．在光电效应现象中，金属的逸出功与入射光的频率无关；可知，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，故C错误D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCD【解析】

A．由波的平移法可知，在该时刻质点A正向下运动，故A错误；B．由图可得，在该时刻质点B在平衡位置，速度最大，动能最大，故B正确；C．B、D两质点相差半个波长，振动情况总相反，故C正确；D．从该时刻经过半个周期，质点D又处于平衡位置，加速度为零，故D正确．E．从该时刻经过1/4个周期，质点C将运动到自己的平衡位置，不会运动到B质点处，故E错误；故选BCD。8、AD【解析】

A．所有地球同步卫星的周期相同，由可知，所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故A正确；B．由可知，轨道半径越大，线速度越小，故B错误；C．卫星虽然相对地面静止，但在做匀速圆周运动，不是平衡状态，故C错误；D．同步卫星的向心加速度地球表面的重力加速度，所以，故D正确。9、ABC【解析】

A．由题知，月球的周期T2=27天=648h，轨道半径约为r2=3.8×105km，地球同步卫星的周期T1=24h，轨道半径约r1，根据开普勒第三定律有：代入数据解得：r1=4.2×104km，A正确；B．空间站与月球相对静止，角速度相同，根据得两者线速度之比为：B正确；C．根据万有引力提供向心力有：解得：，地球同步卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径，所以地球的同步卫星的向心加速度大于空间站的向心加速度，C正确；D．空间站与月球相对静止，角速度相同，根据月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以月球的向心加速度大于空间站向心加速度，D错误。故选ABC。10、BC【解析】

AB．增大电压U，为保护负载，则磁敏电阻两端需要分压，即电压增大，则磁敏电阻的阻值增大，根据甲图可知磁感应强度增大，所以通过线圈的电流增大，根据P=UI可知电路的总功率P变大，故A错误，B正确；CD．抽去线圈铁芯，线圈产生的磁感应强度减小，故磁敏电阻的阻值变小，则磁敏电阻两端的电压变小，而U不变，所以负载两端电压变大，故C正确，D错误。故选BC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、ABBCE22.5-10-1.25【解析】

(1)A、用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动．故A正确．B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，知1球在水平方向上的运动规律与2球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．故B正确，C、D错误；故选AB.(2)A、小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故A错误；B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故B正确；C、由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故C正确；D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误．E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故E正确；F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点，故F错误；故选BCE．(3)①在竖直方向上△y=gT2，可得时间间隔，则小球平抛运动的初速度．②b点在竖直方向上的分速度，小球运动到b点的速度为.③抛出点到b点的运动时间．水平方向上的位移x1=vt=0.3m，竖直方向上的位移．所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm，y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm；12、（1）保持不变；（2）减少实验误差；（3）>；（4）0.3723（0.3721—0.3724）【解析】

解：(1)为使入射球到达斜槽末端时的速度相等，应从同一位置由静止释放入射球，即步骤⑤与步骤④中定位卡的位置应保持不变；(2)步骤④与步骤⑤中重复多次的目的是减小实验误差；(3)为了使小球与碰后运动方向不变，、质量大小关系为；(4)由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，步骤④中小球落点距点的距离为．四、计算题：本